Semnele că monoxidul de carbon (monoxidul de carbon, monoxidul de carbon, monoxidul de carbon) s-a format în aer în concentrații periculoase este dificil de determinat - invizibil, poate nu miros, se acumulează treptat, imperceptibil. Pentru viața umană este extrem de periculos: are o toxicitate ridicată, conținutul excesiv în plămâni duce la intoxicații severe și la moarte. O rată ridicată a mortalității prin intoxicații cu gaze este înregistrată anual. Puteți reduce riscul de otrăvire respectând reguli simple și folosind senzori speciali de monoxid de carbon.

Ce este monoxidul de carbon

Gazul natural este format în timpul arderii oricărei biomasă; în industrie, este un produs de ardere a oricărui compus pe bază de carbon. În ambele cazuri, o condiție prealabilă pentru evoluția gazelor este lipsa oxigenului. Volume mari ale acesteia intră în atmosferă ca urmare a incendiilor forestiere, sub formă de gaze de evacuare generate în timpul arderii combustibilului în motoarele auto. În scopuri industriale, este utilizat în producția de alcool organic, zahăr, prelucrarea cărnii de animale și pește. O cantitate mică de monoxid este, de asemenea, produsă de celulele corpului uman.

Proprietățile

Din punct de vedere al chimiei, monoxidul este un compus anorganic cu un singur atom de oxigen în moleculă, formula chimică este CO. Aceasta este o substanță chimică care nu are o culoare, gust sau miros caracteristic, este mai ușoară decât aerul, dar mai grea decât hidrogenul, inactivă la temperatura camerei. O persoană care miroase simte doar prezența impurităților organice în aer. Face parte din categoria de produse toxice, moartea la o concentrație în aer de 0,1% apare în decurs de o oră. Caracteristica concentrației maxime admise este de 20 mg / metru cub.

Efectul monoxidului de carbon asupra corpului uman

Pentru oameni, monoxidul de carbon este un pericol mortal. Efectul său toxic se explică prin formarea carboxihemoglobinei din celulele sanguine, produsul adăugării de monoxid de carbon (II) la hemoglobină în sânge. Un nivel ridicat de carboxihemoglobină provoacă înfometare cu oxigen, aport insuficient de oxigen la creier și la alte țesuturi ale corpului. Cu o intoxicație slabă, conținutul său în sânge este scăzut, distrugerea într-un mod natural este posibilă în 4-6 ore. La concentrații mari, sunt eficiente doar medicamentele.

Intoxicații cu monoxid de carbon

Monoxidul de carbon este una dintre cele mai periculoase substanțe. În caz de otrăvire, apare intoxicația corpului, însoțită de o deteriorare a stării generale a persoanei. Este foarte important să recunoaștem în timp semnele intoxicației cu monoxid de carbon. Rezultatul tratamentului depinde de nivelul substanței din organism și de cât de curând a ajuns ajutorul. În acest caz, scorul durează minute - victima se poate recupera fie complet, fie rămâne bolnavă pentru totdeauna (totul depinde de viteza de răspuns a salvatorilor).

simptome

În funcție de gradul de otrăvire, se pot observa dureri de cap, amețeli, tinitus, palpitații, greață, respirație, sclipire în ochi și slăbiciune generală. Adesea se observă somnolența, ceea ce este deosebit de periculos atunci când o persoană se află într-o cameră gazată. Dacă o cantitate mare de substanțe toxice intră în sistemul respirator, se observă convulsii, pierderea cunoștinței, în cazuri deosebit de severe - coma.

Prim ajutor pentru intoxicații cu monoxid de carbon

Primul ajutor trebuie acordat persoanei vătămate în caz de intoxicație cu monoxid de carbon. Mută-l imediat la aer curat și cheamă un medic. Ar trebui să vă amintiți despre siguranța dvs.: trebuie să intrați în cameră cu sursa acestei substanțe doar cu o respirație profundă, nu inspirați în interior. Până la sosirea medicului, este necesară facilitarea accesului oxigenului la plămâni: desfaceți butoanele, îndepărtați sau slăbiți hainele. Dacă victima și-a pierdut cunoștința și a încetat să respire, este necesară ventilația artificială a plămânilor.

Antidot pentru otrăvire

Un antidot special (antidot) pentru intoxicații cu monoxid de carbon este un medicament care împiedică activ formarea de carboxihemoglobină. Acțiunea antidotului reduce nevoia organismului de oxigen, susține organele sensibile la deficiența de oxigen: creierul, ficatul etc. Se administrează intramuscular cu o doză de 1 ml imediat după îndepărtarea pacientului din zonă cu o concentrație mare de substanțe toxice. Puteți reintroduce antidotul nu mai devreme de o oră după prima injecție. Utilizarea sa pentru prevenire este permisă.

tratament

În cazul unei expuneri ușoare la monoxid de carbon, tratamentul se efectuează în regim ambulatoriu, în cazuri grave, pacientul este internat în spital. Deja în ambulanță i se oferă o pernă sau o mască de oxigen. În cazuri severe, pentru a da organismului o doză mare de oxigen, pacientul este plasat într-o cameră de presiune. Un antidot este administrat intramuscular. Nivelurile de gaze din sânge sunt monitorizate constant. În urma reabilitării medicale, acțiunile medicilor vizează refacerea creierului, sistemului cardiovascular, a plămânilor.

Consecințele

Expunerea la monoxid de carbon pe corp poate provoca boli grave: apar performanțele creierului, comportamentul, conștiința umană și dureri de cap inexplicabile. Mai ales memoria este afectată de substanțe nocive - acea parte a creierului care este responsabilă pentru trecerea memoriei pe termen scurt la termen lung. Pacientul poate simți consecințele intoxicației cu monoxid de carbon abia după câteva săptămâni. Majoritatea victimelor se recuperează complet după o perioadă de reabilitare, dar unele simt consecințele de-a lungul vieții.

Cum se poate identifica monoxidul de carbon într-o cameră

Intoxicația cu monoxid de carbon este ușoară acasă și acest lucru se întâmplă nu numai în timpul unui incendiu. Concentrația de monoxid de carbon se formează atunci când amortizorul cuptorului nu este manipulat corespunzător, atunci când se folosește o coloană sau o ventilație defectuoasă de gaz. Sursa de monoxid de carbon poate fi o sobă cu gaz. Dacă este fum în cameră - aceasta este o ocazie pentru a suna alarma. Pentru monitorizarea continuă a nivelului de gaz, există senzori speciali. Ei monitorizează nivelul de concentrare a gazului și raportează depășirea normei. Prezența unui astfel de dispozitiv reduce riscul de otrăvire.

video

OXID DE CARBON (GAZE CARBONICE). Oxid de carbon (II) (monoxid de carbon) CO, monoxid de carbon care nu formează sare. Aceasta înseamnă că nu există acid corespunzător acestui oxid. Monoxidul de carbon (II) este un gaz incolor și inodor care se lichidează la presiunea atmosferică la –191,5 ° C și se solidifică la –205 ° C. Molecula CO este similară în structură cu molecula N2: ambele conțin un număr egal de electroni (astfel de molecule se numesc izoelectronice) , atomii din ei sunt conectați printr-o legătură triplă (două legături în molecula de CO sunt formate datorită electronilor 2p de atomi de carbon și oxigen, iar a treia - printr-un mecanism donor-acceptor cu participarea unei perechi de electroni singulari de oxigen și a unui orbital liber de 2p-carbon). Drept urmare, proprietățile fizice ale CO și N2 (punctele de topire și fierbere, solubilitatea în apă etc.) sunt foarte apropiate.

Monoxidul de carbon (II) se formează în timpul arderii compușilor conținând carbon cu o sursă de oxigen insuficientă, precum și în contactul cărbunelui roșu-fierbinte cu produsul unei combustii complete - dioxid de carbon: С + СО2 → 2СО. În laborator, СО se obține prin deshidratarea acidului formic prin acțiunea acidului sulfuric concentrat asupra acidului formic lichid atunci când este încălzit sau trecând vaporii de acid formic peste P2O5: HCOOH → CO + H2O. Obțineți СО și descompunerea acidului oxalic: Н2С2О4 → СО + СО2 + Н2О. De la alte gaze, CO este ușor separat prin trecerea printr-o soluție alcalină.
  În condiții obișnuite, CO, ca și azotul, este destul de inert din punct de vedere chimic. Numai la temperaturi ridicate, CO este predispus la reacții de oxidare, adăugare și reducere. Deci, la temperaturi ridicate, reacționează cu alcaline: CO + NaOH → HCOONa, CO + Ca (OH) 2 → CaCO3 + H2. Aceste reacții sunt utilizate pentru a elimina CO din gazele industriale.

Monoxidul de carbon (II) este un combustibil cu calorii mari: arderea este însoțită de eliberarea unei cantități semnificative de căldură (283 kJ la 1 mol de CO). Amestecurile de CO cu aerul explodează atunci când conținutul său este de la 12 la 74%; din fericire, în practică, astfel de amestecuri sunt extrem de rare. În industrie, pentru a obține CO, se realizează gazificarea combustibilului solid. De exemplu, suflarea vaporilor de apă printr-un strat de cărbune încălzit la 1000 ° C duce la formarea gazului de apă: C + H2O → CO + H2, care are o valoare calorică foarte mare. Cu toate acestea, arderea este departe de utilizarea cea mai benefică a gazului cu apă. De la acesta, de exemplu, este posibil să se obțină (în prezența diverșilor catalizatori sub presiune) un amestec de hidrocarburi solide, lichide și gazoase - o materie primă valoroasă pentru industria chimică (reacția Fischer-Tropsch). Din același amestec, îmbogățindu-l cu hidrogen și folosind catalizatorii necesari, puteți obține alcooli, aldehide, acizi. O importanță deosebită este sinteza metanolului: СО + 2Н2 → СН3ОН - cea mai importantă materie primă pentru sinteza organică, de aceea această reacție este realizată pe scară largă în industrie.

Reacțiile în care CO este agent reducător pot fi demonstrate prin exemplul reducerii fierului din minereu în timpul unui proces de furnal: Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2. Reducerea oxizilor metalici cu monoxid de carbon (II) este de mare importanță în procesele metalurgice.

Moleculele de CO se caracterizează prin reacții de adăugare la metalele de tranziție și compușii lor cu formarea de compuși complexi - carbonilii. Exemple sunt carbonilii lichizi sau solizi ai metalelor Fe (CO) 4, Fe (CO) 5, Fe2 (CO) 9, Ni (CO) 4, Cr (CO) 6, etc. Acestea sunt substanțe foarte toxice, atunci când sunt descompuse, ele se descompun din nou în metal și CO. Astfel, puteți obține metale sub formă de pulbere de înaltă puritate. Uneori, „arzătoarele” de metal sunt vizibile pe arzătorul unei sobe cu gaz, aceasta este o consecință a formării și descompunerii carbonilului de fier. În prezent, s-au sintetizat mii de carboniluri metalice diferite, care conțin, pe lângă CO, liganzi anorganici și organici, de exemplu, PtCl2 (CO), K3, Cr (C6H5Cl) (CO) 3.

CO se caracterizează și prin reacția unui compus cu clorul, care apare chiar la temperatura camerei la lumină cu formarea fosgenului extrem de toxic: CO + Cl2 → COCl2. Aceasta este o reacție în lanț, se desfășoară conform unui mecanism radical cu participarea atomilor de clor și a radicalilor liberi COCl. În ciuda toxicității, fosgenul este utilizat pe scară largă pentru sinteza multor compuși organici.

Monoxidul de carbon (II) este o otravă puternică, deoarece formează complexe puternice cu molecule biologic active care conțin metale; în timp ce respirația tisulară este afectată. Celulele sistemului nervos central sunt afectate în special. Legarea atomilor de CO la Fe (II) în hemoglobina sângelui împiedică formarea oximoglobinei, care transferă oxigenul din plămâni către țesuturi. Chiar și cu 0,1% CO în aer, acest gaz deplasează jumătate din oxigen din oximoglobină. În prezența CO, moartea prin sufocare poate apărea chiar și în prezența unei cantități mari de oxigen. Prin urmare, CO a fost numit monoxid de carbon. O persoană „carbonizată” este afectată în principal de creier și de sistemul nervos. Salvarea necesită, în primul rând, aer curat care nu conține CO (sau chiar mai bine, oxigen pur), în timp ce CO asociat cu hemoglobina este înlocuit treptat de molecule O2 și trece sufocarea. Concentrația medie maximă zilnică admisă de CO în aerul atmosferic este de 3 mg / m3 (aproximativ 3,10–5%), în aerul zonei de lucru - 20 mg / m3.

De obicei, în atmosferă, conținutul de CO nu depășește 10–5%. Acest gaz intră în aer ca parte a gazelor vulcanice și bogate, cu emisii de plancton și alte microorganisme. Astfel, 220 de milioane de tone de СО sunt eliberate anual din straturile de suprafață ale oceanului în atmosferă. Concentrație mare de CO în minele de cărbune. Foarte mult monoxid de carbon este produs în timpul incendiilor forestiere. Turnarea la fiecare milion de tone de oțel este însoțită de formarea de 300 - 400 tone de CO. În total, emisia tehnogenă de CO în aer atinge 600 de milioane de tone pe an, din care mai mult de jumătate sunt în vehicule. Cu un carburator nereglementat, până la 12% din CO pot fi conținute în gazele de eșapament! Prin urmare, în majoritatea țărilor au fost introduse standarde stricte pentru conținutul de CO în evacuarea autovehiculelor.

Formarea CO se produce întotdeauna în timpul arderii compușilor care conțin carbon, inclusiv lemnul, cu un aport insuficient de oxigen, precum și în contactul cărbunelui fierbinte cu dioxidul de carbon: C + CO2 → 2CO. Astfel de procese apar și în sobele satului. Prin urmare, închiderea prematură a coșului de cuptor pentru menținerea căldurii duce adesea la intoxicații cu monoxid de carbon. Nu trebuie să ne gândim că cetățenii care nu încălzesc aragazul sunt asigurați împotriva intoxicațiilor cu CO; de exemplu, le este ușor să se otrăvească într-un garaj slab ventilat, unde se află o mașină cu motor de lucru. De asemenea, conține CO în produsele de ardere a gazelor naturale în bucătărie. Multe accidente aeronave din trecut s-au produs din cauza uzurii motorului sau a unei ajustări slabe: CO-ul a pătruns în cabină și a otrăvit echipa. Pericolul se agravează prin faptul că CO nu poate fi detectat prin miros; în acest sens, monoxidul de carbon este mai periculos decât clorul!

Monoxidul de carbon (II) nu este practic sorbit de carbonul activ și, prin urmare, o mască convențională de gaz nu se economisește de acest gaz; absorbția sa necesită un cartuș suplimentar de hopcalit care conține un catalizator care „arde” CO în CO2 folosind oxigenul atmosferic. Catalizatorii de după ardere sunt acum furnizați către tot mai multe mașini, în ciuda costului ridicat al acestor catalizatori pe bază de platină.

Monoxid de carbon   - CO

(monoxid de carbon, monoxid de carbon, monoxid de carbon)

Proprietăți fizice:   gaz otrăvitor incolor, fără gust și miros, arde cu o flacără albăstruie, mai ușoară decât aerul, slab solubil în apă. Concentrația de monoxid de carbon în aer este 12,5-74% explozivă.

Structura moleculei:

Starea formală de oxidare a carbonului +2 nu reflectă structura moleculei de CO, în care, pe lângă dubla legătură formată prin socializarea electronilor C și O, există o legătură suplimentară formată de mecanismul donator-acceptor datorită perechei de electroni singulare (arătate de săgeată):

În acest sens, molecula de CO este foarte puternică și este capabilă să intre în reacții de oxidare-reducere doar la temperaturi ridicate. În condiții normale, CO nu interacționează cu apa, alcaline sau acizi.

Primirea:

Principala sursă antropică de monoxid de carbon CO este în prezent gazele de evacuare ale motoarelor cu ardere internă. Monoxidul de carbon se formează atunci când combustibilul este ars în motoarele cu ardere internă la temperaturi insuficiente sau sistemul de alimentare cu aer este configurat slab (este furnizat oxigen insuficient pentru a oxida CO monoxidul de carbon la dioxidul de carbon CO2). În condiții naturale, pe suprafața Pământului, monoxidul de carbon CO se formează în timpul descompunerii anaerobe incomplete a compușilor organici și în timpul arderii biomasei, în principal în timpul incendiilor pădurii și stepei.

1) În industrie   (în generatoare de gaz):

Video - Experiență în producția de monoxid de carbon

C + O2 \u003d CO2 + 402 kJ

CO2 + C \u003d 2CO - 175 kJ

În generatoarele de gaze, uneori, aburul este suflat prin cărbune fierbinte:

C + H2O \u003d CO + H2 -Q,

un amestec de CO + H2 se numește gaz de sinteză .

2) În laborator  - descompunerea termică a acidului formic sau oxalic în prezența H 2 SO 4 (conc.):

HCOOH   t˚C, H2SO4 →   H2O + CO

H2C2O4   t˚C, H2SO4 →   CO + CO2 + H20

Proprietăți chimice:

În condiții normale, CO este inert;  când este încălzit - agent de reducere;

CO - oxid care nu formează sare .

1) cu oxigen

2 C +2 O + O 2 t ˚ C → 2 C +4 O 2

2) cu oxizi metalici CO + Me x O y = CO 2 + mă

C +2 O + CuO t ˚ C → Cu + C +4 O 2

3) cu clor (la lumină)

CO + Cl 2 light → COCl 2 (fosgen - gaz otrăvitor)

4) * reacționează cu topiturile alcaline (sub presiune)

CO + NaOH P → HCOONa (formiat de sodiu)

Efectul monoxidului de carbon asupra organismelor vii:

Monoxidul de carbon este periculos, deoarece face imposibilă transportarea oxigenului la organele vitale, cum ar fi inima și creierul. Monoxidul de carbon se combină cu hemoglobina, care transportă oxigenul către celulele corpului, în urma cărora devine impropriu pentru transportul oxigenului. În funcție de cantitatea inhalată, monoxidul de carbon afectează coordonarea, agravează bolile cardiovasculare și provoacă oboseală, dureri de cap, slăbiciune .. Efectul monoxidului de carbon asupra sănătății umane depinde de concentrația sa și de timpul de expunere. O concentrație de monoxid de carbon în aer mai mare de 0,1% duce la deces într-o oră și o concentrație de peste 1,2% în trei minute.

Aplicare cu monoxid de carbon :

Monoxidul de carbon este utilizat în principal ca gaz combustibil amestecat cu azot, așa-numitul generator sau gaz de aer sau gaz de apă amestecat cu hidrogen. În metalurgie pentru recuperarea metalelor din minereurile lor. Pentru a obține metale de înaltă puritate în timpul descompunerii carbonililor.

TEMĂ

Nr.1. Completați ecuațiile de reacție, faceți un echilibru electronic pentru fiecare dintre reacții, indicați procesele de oxidare și reducere; agent de oxidare și agent de reducere:

CO2 + C \u003d

C + H2O \u003d

Cu O + O 2 \u003d

  CO + Al2O3 \u003d

2. Calculați cantitatea de energie necesară pentru a produce 448 L de monoxid de carbon conform ecuației termochimice

CO2 + C \u003d 2CO - 175 kJ

  Proprietăți fizice

Monoxidul de carbon este un gaz incolor și inodor, solubil în apă.

• t pătrat 205 ° C
• bale. 191 ° C
• temperatura critica \u003d 140 ° C
• presiune critică \u003d 35 atm.
• solubilitatea CO în apă este de aproximativ 1:40 în volum.

  Proprietăți chimice.

În condiții normale, CO este inert; când este încălzit, un agent reducător; oxid care nu formează sare.

1) cu oxigen

2C +2O + O2 \u003d 2C +4 O2

2) cu oxizi metalici

C +2 O + CuO \u003d Cu + C +4 O 2

3) cu clor (la lumină)

CO + Cl2 --hn-\u003e COCl2 (fosgen)

4) reacționează cu topiturile alcaline (sub presiune)

CO + NaOH \u003d HCOONa (format de sodiu (format de sodiu))

5) formează carbonii cu metale de tranziție

Ni + 4CO \u003d t ° \u003d Ni (CO) 4

Fe + 5CO \u003d t ° \u003d Fe (CO) 5

Monoxidul de carbon nu interacționează chimic cu apa. CO nu reacționează, de asemenea, cu alcalii și acizi. Este extrem de toxic.

Pe partea chimică, monoxidul de carbon se caracterizează în principal printr-o tendință la reacții de adăugare și proprietățile sale reducătoare. Totuși, ambele tendințe apar de obicei numai la temperaturi ridicate. În aceste condiții, CO se combină cu oxigenul, clorul, sulful, unele metale etc. Cu toate acestea, monoxidul de carbon reduce mulți oxizi la metale atunci când este încălzit, ceea ce este foarte important pentru metalurgie.

Alături de încălzire, o creștere a activității chimice a CO este adesea cauzată de dizolvarea sa. Deci, în soluție, este capabil să reducă sărurile de Au, Pt și unele alte elemente la eliberarea metalelor chiar și la temperaturi obișnuite.

La temperaturi ridicate și presiuni ridicate, CO interacționează cu apa și alcaline caustice: în primul caz se formează HCOOH, iar în al doilea, format de sodiu. Această din urmă reacție se desfășoară la 120 ° C, o presiune de 5 atm și găsește un folos tehnic.

Reducerea clorurii de paladiu ușor în soluție conform schemei generale:

PdCl 2 + H 2 O + CO \u003d CO 2 + 2 HCl + Pd

servește ca cea mai frecventă reacție de descoperire a monoxidului de carbon într-un amestec de gaze. Deja cantități foarte mici de CO sunt detectate cu ușurință prin colorarea ușoară a soluției datorită eliberării de paladiu metalic fin divizat. Determinarea cantitativă a CO se bazează pe reacția:

5 CO + I2 O 5 \u003d 5 CO 2 + I 2.

Oxidarea CO în soluție se realizează adesea într-o viteză vizibilă doar în prezența unui catalizator. La selectarea acestuia din urmă, rolul principal îl joacă natura agentului oxidant. Deci, KMnO 4 oxidează cel mai rapid CO în prezența argintului divizat fin, K2 Cr2O7 în prezența sărurilor de mercur, KClO 3 în prezența OsO 4. În general, în ceea ce privește proprietățile sale de reducere, CO este similar cu hidrogenul molecular, iar activitatea sa în condiții obișnuite este mai mare decât cea a acestuia din urmă. Interesant este că există bacterii care, datorită oxidării CO, pot primi energia de care au nevoie pentru viață.

Activitatea comparativă a CO și H2 ca agenți reducători poate fi estimată prin studierea reacției reversibile:

a cărei stare de echilibru la temperaturi ridicate este stabilită destul de rapid (în special în prezența Fe 2 O 3). La 830 ° C, în amestecul de echilibru se găsesc cantități egale de CO și H2, adică afinitatea ambelor gaze pentru oxigen este aceeași. Sub 830 ° C, CO este un agent de reducere mai puternic, și peste H2.

Legarea unuia dintre produsele reacției de mai sus în conformitate cu legea acțiunii în masă își schimbă echilibrul. Prin urmare, trecând un amestec de monoxid de carbon și vapori de apă peste oxid de calciu, puteți obține hidrogen conform schemei:

H2O + CO + CaO \u003d CaCO3 + H2 + 217 kJ.

Această reacție are loc deja la 500 ° C.

În aer, СО se aprinde la aproximativ 700 ° С și arde cu o flacără albastră la СО 2:

2 СО + О 2 \u003d 2 СО 2 + 564 kJ.

Generarea de căldură semnificativă care însoțește această reacție face din monoxidul de carbon un combustibil gazos valoros. Cu toate acestea, găsește cea mai largă aplicație ca produs de pornire pentru sinteza diferitelor substanțe organice.

Arderea straturilor groase de cărbune în cuptoare are loc în trei etape:

1) C + O2 \u003d CO2;

2) СО 2 + С \u003d 2 СО;

3) 2 СО + О 2 \u003d 2 СО 2.

Dacă conducta este închisă prematur, se creează o lipsă de oxigen în cuptor, ceea ce poate provoca răspândirea CO în toată camera încălzită și duce la otrăvire (ardere). Trebuie menționat că mirosul de "monoxid de carbon" este cauzat nu de CO, ci de impuritățile unor substanțe organice.

Flăcările de CO pot avea temperaturi de până la 2100 ° C. Reacția de ardere a CO este interesantă prin faptul că, atunci când este încălzită la 700-1000 ° C, ea se desfășoară într-o viteză vizibilă numai în prezența urmelor de vapori de apă sau a altor gaze conținând hidrogen (NH 3, H 2 S etc.). Acest lucru se datorează naturii în lanț a reacției luate în considerare, procedând prin formarea intermediară a radicalilor OH conform schemelor:

Н + О 2 \u003d НО + О, apoi О + СО \u003d СО 2, НО + СО \u003d СО 2 + Н, etc.

La temperaturi foarte ridicate, reacția de combustie a CO devine vizibil reversibilă. Conținutul de CO2 în amestecul de echilibru (sub o presiune de 1 atm) peste 4000 ° C poate fi neglijabil. Molecula de CO în sine este atât de stabilă termic încât nu se descompune chiar și la 6000 ° C. Moleculele de CO au fost descoperite în mediul interstelar.

Sub acțiunea CO pe K metalic la 80 ° С, se formează un compus cristalin incolor foarte exploziv din compoziția K 6 C 6 O 6. Această substanță, odată cu eliminarea potasiului, trece cu ușurință în monoxidul de carbon C6O 6 („trichinona”), care poate fi considerat un produs al polimerizării CO. Structura sa corespunde unui ciclu cu șase membri format din atomi de carbon, fiecare dintre ele fiind conectat printr-o legătură dublă cu atomii de oxigen.

Interacțiunea CO cu sulful prin reacție:

CO + S \u003d COS + 29 kJ

merge repede doar la temperaturi ridicate.

Tiooxidul de carbon rezultat (O \u003d C \u003d S) este un gaz incolor și inodor (mp-139, mp-50 ° C).

Monoxidul de carbon (II) este capabil să se combine direct cu unele metale. Ca urmare, se formează carbonilii metalici, care ar trebui considerați ca compuși complexi.

Monoxidul de carbon (II) formează de asemenea compuși complecși cu anumite săruri. Unele dintre ele (OsCl2 · 3CO, PtCl2 · CO etc.) sunt stabile numai în soluție. Formarea acestei din urmă substanțe este asociată cu absorbția monoxidului de carbon (II) de o soluție de CuCl în Hcl puternic. Compuși similari se formează, aparent, într-o soluție de amoniac de CuCl, care este adesea utilizată pentru a absorbi CO în analiza gazelor.

  Noțiuni de bază.

Monoxidul de carbon se formează în timpul arderii carbonului în lipsa oxigenului. Cel mai adesea, este obținut ca urmare a interacțiunii dioxidului de carbon cu cărbunele fierbinte:

СО 2 + С + 171 kJ \u003d 2 СО.

Această reacție este reversibilă, iar echilibrul său sub 400 ° С este aproape deplasat spre stânga și peste 1000 ° С - spre dreapta (Fig. 7). Cu toate acestea, cu o viteză vizibilă, se stabilește numai la temperaturi ridicate. Prin urmare, în condiții normale, CO este destul de stabil.

Fig. 7. Echilibrul CO 2 + C \u003d 2 CO.

Formarea CO din elemente se realizează conform ecuației:

2 С + О 2 \u003d 2 СО + 222 kJ.

Cantități mici de CO se obțin în mod convenabil prin descompunerea acidului formic:

HCOOH \u003d H2O + CO

Această reacție se desfășoară cu ușurință prin interacțiunea HCOOH cu acidul sulfuric puternic fierbinte. În practică, acest preparat se realizează fie prin acțiunea conc. acid sulfuric în HCOOH lichid (când este încălzit) sau trecând vaporii acestuia din urmă peste hemipentoxidul de fosfor. Interacțiunea HCOOH cu acidul clorosulfonic conform schemei:

HCOOH + CISO 3 H \u003d H 2 SO 4 + HCI + CO

deja la temperaturi obișnuite.

O metodă convenabilă pentru producerea de CO în laborator poate fi încălzirea cu conc. acid sulfuric acid oxalic sau sulfură de potasiu de potasiu. În primul caz, reacția se desfășoară conform schemei:

H2C2O4 \u003d CO + CO2 + H2O.

Alături de CO, se eliberează și dioxid de carbon, care poate fi întârziat prin trecerea amestecului de gaz printr-o soluție de hidroxid de bariu. În al doilea caz, singurul produs gazos este monoxidul de carbon:

K 4 + 6 H 2 SO 4 + 6 H 2 O \u003d 2 K 2 SO 4 + FeSO 4 + 3 (NH 4) 2 SO 4 + 6 CO.

Cantități mari de CO pot fi obținute prin arderea incompletă a cărbunelui în cuptoarele speciale - generatoare de gaz. Gazul generator convențional („aer”) conține în medie (vol.%): СО-25, N2-70, СО 2 -4 și mici impurități ale altor gaze. Când este ars, dă 3300-4200 kJ pe m 3. Înlocuirea aerului obișnuit cu oxigen duce la o creștere semnificativă a conținutului de CO (și la o creștere a valorii calorice a gazului).

Și mai mult CO conține gaz de apă, care constă (într-un caz ideal) dintr-un amestec cu volume egale de CO și H2 și care dă 11700 kJ / m 3 în timpul arderii. Acest gaz este obținut prin suflarea vaporilor de apă printr-un strat de cărbune fierbinte, iar la aproximativ 1000 ° C există o interacțiune conform ecuației:

H2O + C + 130 kJ \u003d CO + H2.

Reacția de formare a gazului de apă are loc odată cu absorbția căldurii, cărbunele este răcit treptat, iar pentru a-l menține într-o stare roșie-caldă este necesară alternarea transmiterii vaporilor de apă cu trecerea aerului (sau a oxigenului) în generatorul de gaz. În această privință, gazul de apă conține aproximativ CO-44, H2 -45, CO 2 -5 și N2 -6%. Este utilizat pe scară largă pentru sinteza diferiților compuși organici.

Adesea obțineți gaze amestecate. Procesul de preparare a acestuia este redus la suflarea simultană a aerului și a vaporilor de apă printr-un strat de cărbune fierbinte, adică. combinând ambele metode descrise mai sus - Prin urmare, compoziția gazului amestecat este intermediară între generator și apă. În medie, conține: СО-30, Н2 -15, СО 2 -5 și N2 -50%. Un metru cub îl dă când arde aproximativ 5400 kJ.

  Aplicație.

Apa și gazele amestecate (conțin CO) sunt utilizate ca combustibil și materie primă pentru industria chimică. Ele sunt importante, de exemplu, ca una dintre sursele obținerii unui amestec azot-hidrogen pentru sinteza amoniacului. La trecerea lor împreună cu vaporii de apă peste un catalizator încălzit la 500 ° С (în principal Fe 2 O 3), are loc o interacțiune în funcție de o reacție reversibilă:

H2O + CO \u003d CO2 + H2 + 42 kJ,

al cărui echilibru este puternic deplasat spre dreapta.

Dioxidul de carbon format este apoi îndepărtat prin spălare cu apă (sub presiune), iar restul de CO este îndepărtat cu o soluție de amoniac de săruri de cupru. Ca urmare, rămân azot aproape pur și hidrogen. În consecință, prin reglarea cantităților relative de generator și gaze de apă, este posibil să se obțină N2 și H2 în raportul volumetric necesar. Înainte de aplicarea pe coloana de sinteză, amestecul de gaz este uscat și purificat de impuritățile care otrăvesc catalizatorul.

  Molecula CO 2

Molecula de CO se caracterizează prin d (CO) \u003d 113 pm, energia ei de disociere este de 1070 kJ / mol, care este mai mare decât cea a altor molecule diatomice. Luați în considerare structura electronică a CO, unde atomii sunt legați printr-o legătură covalentă dublă și o legătură donator-acceptor, oxigenul fiind un donator și carbonul un acceptor.

  Efect asupra organismului.

Monoxidul de carbon este foarte toxic. Primele semne de intoxicație acută cu CO sunt dureri de cap și amețeli, mai târziu apare o pierdere a cunoștinței. Concentrația maximă admisibilă de CO în aerul întreprinderilor industriale este considerată a fi 0,02 mg / l. Principalul antidot pentru intoxicații cu CO este aerul proaspăt. Inhalarea pe termen scurt a vaporilor de amoniac este de asemenea benefică.

Toxicitatea extremă a CO, lipsa sa de culoare și miros, precum și absorbția foarte slabă a gazului activat de la o mască convențională de gaz fac ca acest gaz să fie deosebit de periculos. Problema protecției împotriva acesteia a fost rezolvată prin fabricarea de măști speciale de gaz, a căror cutie a fost umplută cu un amestec de diferiți oxizi (în principal MnO 2 și CuO). Acțiunea acestui amestec ("hopcalit") este redusă la accelerarea catalitică a oxidării CO până la CO 2 de oxigenul atmosferic. În practică, măștile de gaz hopcalit sunt foarte incomode, deoarece te fac să respire încălzit (ca urmare a reacției de oxidare) a aerului.

  Fiind în natură.

Monoxidul de carbon face parte din atmosferă (10-5%.%). În medie, 0,5% CO conține fum de tutun și 3% conțin gaze de evacuare din motoarele cu ardere internă.

Monoxid de carbon (II ) sau monoxid de carbon, CO a fost descoperit de chimistul englez Joseph Priestley în 1799. Este un gaz incolor, fără gust și miros, este ușor solubil în apă (3,5 ml în 100 ml apă la 0 ° C), are un nivel scăzut puncte de topire (-205 ° С) și puncte de fierbere (-192 ° С).

Monoxidul de carbon intră în atmosfera Pământului în timpul arderii incomplete de substanțe organice, în timpul erupțiilor vulcanice și, de asemenea, ca urmare a activității de viață a unor plante inferioare (alge). Nivelul natural de CO în aer este de 0,01-0,9 mg / m 3. Monoxidul de carbon este foarte toxic. În corpul uman și la animalele superioare, el reacționează activ

Flăcările de arderea monoxidului de carbon - o frumoasă culoare albastru-violet. Este ușor de văzut pentru tine. Pentru a face acest lucru, aprindeți un meci. Partea inferioară a flăcării este luminoasă - această culoare este dată de particulele de carbon roșu-fierbinte (un produs al unei combustii incomplete a lemnului). Deasupra flăcării este înconjurat de o margine albastru-violet. Aceasta arde monoxidul de carbon format în timpul oxidării lemnului.

compus complex de fier - heme de sânge (asociat cu proteina globină), perturbând funcțiile de transfer de oxigen și consum de către țesuturi. În plus, aceasta intră într-o interacțiune ireversibilă cu unele enzime implicate în metabolismul energetic al celulei. Cu o concentrație de monoxid de carbon în cameră de 880 mg / m 3, moartea apare după câteva ore, iar la 10 g / m 3 este aproape instantanee. Conținutul maxim admis de monoxid de carbon în aer este de 20 mg / m 3. Primele semne de intoxicație cu CO (la o concentrație de 6-30 mg / m 3) sunt o scădere a sensibilității vederii și auzului, dureri de cap și modificarea frecvenței contracțiilor cardiace. Dacă o persoană a dezvoltat monoxid de carbon, trebuie scoasă în aer curat, având respirație artificială, iar în cazuri ușoare de otrăvire, dați ceai tare sau cafea.

Cantități mari de monoxid de carbon (II ) intra in atmosfera ca urmare a activitatii umane. Așadar, o mașină eliberează anual în aer aproximativ 530 kg de СО. Când un litru de benzină este ars într-un motor cu ardere internă, emisia de monoxid de carbon variază de la 1 50 la 800 g. Pe autostrăzile rusești, concentrația medie de CO este de 6–57 mg / m 3, adică depășește pragul de otrăvire . Monoxidul de carbon se acumulează în curțile slab ventilate în fața caselor situate în apropierea autostrăzilor, în subsoluri și garaje. În ultimii ani, pe drumuri au fost organizate puncte speciale pentru monitorizarea conținutului de monoxid de carbon și a altor produse de ardere incompletă a combustibilului (controlul СО-СН).

La temperatura camerei, monoxidul de carbon este destul de inert. Nu interacționează cu apă și soluții alcaline, adică este un oxid care nu formează sare, dar, atunci când este încălzit, reacționează cu alcaline solide: CO + KOH \u003d НСООК (formate de potasiu, sare de acid formic); CO + Ca (OH) 2 \u003d CaCO3 + H2. Aceste reacții sunt utilizate pentru a elibera hidrogenul din gazele de sinteză (СО + 3Н 2), care se formează în timpul interacțiunii metanului cu vaporii de apă supraîncălziți.

O proprietate interesantă a monoxidului de carbon este capacitatea sa de a forma compuși cu metale de tranziție - carbonilii, de exemplu:Ni + 4CO ®   70 ° C Ni (CO) 4.

Monoxid de carbon (II ) Este un agent reducător excelent. Când este încălzit, este oxidat de oxigenul atmosferic: 2CO + O2 \u003d 2CO2. Această reacție poate fi efectuată și la temperatura camerei folosind un catalizator - platină sau paladiu. Astfel de catalizatori sunt montați pe vehicule pentru a reduce emisiile de CO.

În reacția CO cu clorul, se formează un gaz fosgen foarte toxic (t balot \u003d 7,6 ° C): CO + Cl2 \u003d COCl2 . Anterior, a fost folosit ca agent de război chimic, iar acum este utilizat în producția de polimeri sintetici de poliuretani.

Monoxidul de carbon este utilizat la topirea fierului și a oțelului de porc pentru reducerea fierului din oxizi, dar este utilizat pe scară largă și în sinteza organică. În interacțiunea unui amestec de monoxid de carbon (II ) cu hidrogen, în funcție de condiții (temperatură, presiune), se formează diverse produse - alcooli, compuși carbonilici, acizi carboxilici. De o importanță deosebită este reacția sintezei de metanol: СО + 2Н 2 \u003dCH3OH , care este unul dintre principalele produse de sinteză organică. Monoxidul de carbon este utilizat pentru a sintetiza gena phos, acidul formic, ca un combustibil bogat în calorii.